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    2005年世界科技发展回顾(2)

    员。2005年是禽流感肆虐的一年。世界卫生组织等将此作为工作中的头等大事,敦促国际社会共同应对禽流感。世界卫生组织及其国际实验室一方面对全球各地,特别是东南亚等出现的禽流感病毒进行确认,另一方面特别严格监控人患禽流感的病例以遏制疫情。 

      在遏制艾滋病传播势头方面,联合国除了不断鼓励新技术疗法与技术救助外,更加关注实际的资金问题。2008年需要220亿美元来逆转艾滋病的蔓延势头。这些资金如果到位,就可以实现一系列的千年目标,包括到2010年建立起全球艾滋病综合防治体系;75%的艾滋病病毒感染者和病人到2008年均能获得抗逆转录药品等。 

      加强全球海啸预警系统建设。11月,联合国教科文组织召开的北大西洋和地中海地区海啸预警工作会议通过一项行动计划,将在此后两年里大力加强北大西洋和地中海地区的海啸预警工作,并正在建立印度洋海啸预警系统。 

      2005年,联合国还讨论和推动了一些国际公约的制定和执行,包括烟草控制和互联网管理等。 

      基础研究美国 

      美国在基础研究领域硕果累累,天文学发现尤其丰盛,再现宇宙“大-”初始物质,发现太阳风暴演变模式,找到“更新世菌”。 

      张孟军(本报驻美国记者)美科学家在距地球110亿光年处发现宇宙最亮星系群,该星系群发出的光亮度相当于10万亿颗太阳。 

      美国哈佛-史密森天体物理中心利用“斯皮泽”太空望远镜发现围绕褐矮星旋转的行星很可能适合人类居住。 

      美科学家在白羊座发现一颗与太阳极其类似的恒星。这颗恒星被大量温暖的星际尘埃紧紧包围,科学家猜测它的星系里正发生激烈的星体碰撞,并推测这个罕见的恒星系可能与诞生6亿年后的太阳系非常相似。 

      美科学家在距地球100光年的遥远星系发现了生命必需的有机物———多环芳香烃。这是迄今人类在最遥远星系发现多环芳香烃。 

      利用钱德拉X射线天文望远镜,美科学家在观测邻近的类太阳恒星时发现,太阳和类太阳恒星中存在的氖几乎是以前认为的3倍。如果属实,将能解释太阳内部活动机理等重要问题,这将是钱德拉X射线天文望远镜和恒星如何发光理论的双重胜利。 

      美国天文学家布朗宣称发现太阳系内第十大行星2003UB313。这颗行星位于柯伊伯带,距太阳约97天文单位,直径为2250公里,是冥王星的1.5倍。它是太阳系外围发现的第一颗比冥王星大的天体,也是迄今为止在太阳系观测到的最远行星。该发现如获证实,有关太阳系的天文常识都将改写。 

      美科学家在银河系中心发现一长达数万光年、由数千万颗恒星组成的大“光柱”,得到银河系中心为柱状的最直接证据。这个柱状体长约2.7万光年,比早先猜测的长7000光年。里面有数千万颗年龄在百亿年以上的“高龄”红色恒星密集存在。这是目前支持“银心柱状说”的最有力证据。 

      美科学家观测到宇宙第一代恒星产生的微弱光芒,获得高质量红外线图片。宇宙中第一代恒星形成于“大-”后2亿年左右,在宇宙形成过程中发挥了最初始的作用,但它们距离地球非常遥远,很难被直接观测到。 

      以往只知道有冥卫一,美科学家2005年发现冥王星还有另外两颗“月亮”。这两颗疑似小卫星的直径分别只有32公里和70公里,亮度只有冥王星的5000分之一,故直到现在才被发现。如果证实,冥王星将成为柯伊伯带中目前已知的,唯一一个拥有一颗以上自然卫星的天体。 

      借助“哈勃”太空望远镜和计算机模拟技术,美科学家首次绘制出两个星系簇中宇宙暗物质的分布,这两个正在诞生中的星系簇位于南部天穹,距地球约70亿光年,各拥有约400个星系。支持了关于暗物质的理论假设。 

      美科学家发现在一颗类似太阳的恒星周围可能有类地行星正在形成。这颗名为“HD12039”的恒星年龄约为3000万年,距地球大约137亿光年,大致相当于我们的太阳在其形成80%、我们的地月系统刚刚诞生时的状态。 

      最近10年间,天文学家已发现100多颗太阳系外行星,但一直未能“看到”过任何一颗。美科学家首次观测到两颗太阳系外行星———距地球500光年,位于天琴座的“TRes”和距地球约150光年,位于飞马座的HD209458b(又称“奥西里斯”)发出的红外辐射。这是人类首次捕捉到距离地球数百光年之遥的太阳系外行星存在的直接证据。 

      美科学家还在距地球15光年处的宝瓶星座发现了太阳系外迄今最小的岩状行星,质量约为地球的7.5倍,它有可能是人类发现的绕太阳系外恒星旋转的第一颗岩状行星,也是迄今发现的系外行星中与地球最相似的“表亲”,但其温度不适合目前已知的生命形式。 

      此外,美国科学家还提出一些新的理论: 

      最初提出“雪球地球”理论的加州理工学院研究小组提出,造成早期地球成为大雪球的“罪犯”,很可能只是一种普通细菌———23亿年前,一种叫蓝菌或称蓝绿藻的细菌突然产生出分解水及释放氧气的能力,最终破坏了当时大气中丰富的温室气体甲烷,使全球气候完全失常。如果目前地球环境继续恶化,地球仍有可能再次成为“雪球”。 

      现有理论认为,宇宙中的行星是由恒星诞生之后的宇宙尘埃所形成,但微小的尘埃如何形成行星?美科学家提出一个新观点:行星形成可能像“滚雪球”,微米尺寸的宇宙尘埃外面包裹有一层具有黏结性的,起到类似胶水作用的冰,当宇宙尘埃互相碰撞时,冰将其“黏”在一起,使这个“核”一点点变大,最终形成原始状态的行星。 

      传统理论认为,暗能量是使各星系彼此逐渐分离的力,它可能占宇宙构成的70%,宇宙几十亿年后是否被摧毁,暗能量也是一种决定性因素。但一项新研究认为,解释宇宙的力并不需要暗能量或宇宙常数这样的反引力因素。意大利和美国科学家对正在加速膨胀的宇宙提出另外一种有争议的解释:引起宇宙加速膨胀的不是暗能量,而是一种被忽视的“大-”后效应。 

      由于火星上没有类似地球的板块运动,故一直被认为相对“平静”。但美国一研究小组分析火星表面热辐射成像系统的数据后发现,火星远比早先想象的复杂,它的地表下有复杂的火山成岩和矿物分离活动等地质活动,其中一些地质活动与地球类似。 

      2005年美国取得的其他基础研究成果还有:“大-”理论认为,宇宙在大-发生之初,首次出现的物质可能是“夸克-胶子等离子体”。美国布鲁克黑文实验室利用相对论重离子对撞机,在15万倍太阳中心温度的高温下,制造出了“夸克-胶子等离子体”。这是一种全新的物质形态,是物理学的一项重大进展。 

      美科学家发现引发太阳风暴的新因素以及太阳风暴演变的模式。这一发现使人类可以较准确地长期预报太阳系中的“晴天”,即最猛烈的太阳风暴发生几率较小的时候。 

      美宇航局天文生物学家在“嗜极生物”领域获得最新进展:于阿拉斯加永久冻土地带发现一种称为“更新世菌”的新生命形式。进一步测试发现,它不是嗜冷菌,而是耐寒生物,能耐极冷环境,当温度上升时恢复正常活动。这种细菌具有酶和蛋白质,在长期休眠后又能成活,研究它有助于了解在宇宙中可能有更加广泛的生命形式存在,并有助于产生新的医学发现。 

      美考古学家成功地从霸王龙等3种恐龙的化石中提取了类似于现代动物骨胶原的软组织,可观察到其中的血管和细胞结构。这一成就既挑战传统理论,也给恐龙等古生物研究带来新的悬念,显示人们对化石形成过程的了解远远不够,传统理论有误。 

      法国 

      法国在微观领域获得重大突破,让单分子做出了各种动作。在宏观宇宙也有斩获:首次在太阳系发现了第一个小行星多星系。 

      毛文波(本报驻法国记者)2005年,法国科学家在全球首次成功利用隧道显微镜,让单个分子做出各种动作。该成果将对今后精确控制分子级机械、进而开发出纳米机器人产生重要影响。人们从此可以简单控制单分子,通过刺激分子产生不同的电子状态,使其变成分子“机器”。 

      太阳系发生过剧烈的行星迁徙活动,土星、木星、海王星、天王星轨道变迁,互相影响,造就了太阳系今天的面貌。根据这个模型,由美国、法国和巴西科学家组成的研究小组试图解答太阳系中看似互不相关、但用传统理论难以解释的三个天文现象:太阳系大行星的轨道偏角,木星特洛伊小行星的形成,以及月球“迟到的大轰炸”的成因。 

      法国科学家与美国天文学家一起首次在太阳系发现第一个“三口之家”的小行星系统:两个小行星围绕一颗名为“87西尔维亚”、半径为136公里的较大小行星旋转。这个由三颗小行星组成的小行星系统是迄今在太阳系中发现的第一个小行星多星系。 

      由多国核物理学家组成的国际研究合作组G-Zero通过电磁相互作用和弱相互作用观察质子,发现了影响质子结构的奇异夸克,证实了先前关于夸克胶子等离子体中存在特殊粒子影响质子性质的假设。 

      德国 

      德国科学家与其他国家科学家联手获得不少重大发现:测出月球的准确年龄,量出太阳系到英仙座旋臂的距离。 

      顾刚(本报驻德国记者)2005年2月28日,国际梅森素数组织确认:德国眼科医生马丁•诺瓦克发现迄今最大的素数。它是梅森素数家族的第42位成员,也是目前已知最大的素数,比此前发现的最大素数多50万位,有780多万位,可写成2的25964951次方减1。 

      德、中、美、澳等国科学家共同提出一个新理论:2.5亿年前地球上发生的有史以来规模最大、对生物发展影响最深远的生物灭绝事件与古海洋透光层的硫化氢污染有关。这次污染导致气候变暖,全球变成一片“死海”,并促使地球历史从古生代向中生代转折。 

      德科学家与英国牛津大学联合发现,月球的准确年龄应是45.27亿年,月球的产生时间只比太阳系晚约3000万至5000万年。这是迄今为止有关月球年龄的最精确的测量结果,误差范围仅在1000万年左右。 

      德科学家利用扫描热显微镜测量了间隙从200纳米至1纳米的热传导效率,发现在间隙从200纳米减小到10至20纳米时,热传导系数按照理论正常增长,但之后增长会停止。在公认理论范围内只有一种可能性来解释这一效应,即在物质中存在某种自然长度,这长度对于金属约为100纳米,热辐射不是由单一原子或电子激发的,而是由整个区域同样大小的“电磁气泡”激发。这一发现对设计纳米工艺装置有很大价值。 

      美国天文学家与德国科学家分别发表论文称,他们对银河系中大型星团的观测表明,银河系最大恒星的质量可能不会超过太阳质量的150倍。 

      德科学家开发出可对全球传染病传播进行预测的计算机模型,它将地方传染动态与模拟的全球民用航空运输网结合在一起,不仅可描述全球传染病的传播,借助计算机模拟技术预测疫情发展,尤其是预测可能遭到特别威胁的地区,在实施疫苗和控制措施前,还可以在计算机模型中先对各种防范策略的有效性进行测试和比较。 

      多国天文学家利用哈勃太空望远镜首次对离太阳系最近的白矮星———天狼星B的质量进行了精确测量,发现天狼星B拥有太阳质量的98%。 

      德、中、美天文学家联手首次成功测量了太阳系到最近的银河系旋臂———英仙座旋臂的距离。这一成就不仅解决了困扰天文学界多年的难题,也使准确绘制银河系旋臂结构图成为可能。 

      俄罗斯 

      重视空间技术的俄罗斯除了获得一些重大突破外,还有一些很有趣的发现:国际空间站发现不速之客———20多种微生物,老鼠能完全适应太空环境。 

      董映璧(本报驻俄罗斯记者)由于发现弱电磁场可改变水、生物液体(如血液、淋巴液)和动物组织的结构性质,并使水中的某些生命过程发生改变,从而影响水中的生物化学反应速度。俄科学家提出用水的编织结构模型解释电磁场对水的作用原理,该理论不仅适用于建立水的模型,对具有氢键的其他液体也适用。 

      俄科学家观察到,国际空间站不仅有宇航员,还有一群不请自来的不速之客:大约20多种细菌和微生物。它们可能会对宇航员和空间站上复杂的电子设备和仪器造成威胁。 

      俄科学家对中子的半衰期做出了最精确测定,新测量值为878.5秒,比已公认的中子半衰期少7.2秒,这一差异将会对宇宙构成的了解产生重大影响,可能有助于解释为何天文学家在宇宙中发现的氦比预期的要少。 

      俄科学家发现,由于地球内在的固体核旋转的速度快于地幔,从而影响了地球自转的速度。该成就解释了地球自转角速度发生变化的原因,解决了多年来困扰在学术界的一个难题。 

      俄科学家通过对送入太空的老鼠进行多年研究发现,老鼠完全可以适应太空失重环境,并能保留在地面上形成的条件反射,太空中发生在老鼠身上的生物化学和生理变化经过一定时间后可以恢复。 

      日本 

      日本获得几项重大天文发现:找到固体核心最大的地外行星,发现初期银河团。此外,还与中美法一起首次捕获了“地球中微子”。 

      陈超(本报驻日本记者)2005年,中日美法科学家首次捕获“地球中微子”。地球内部的铀及钍等重元素发生核裂变时会产生中微子,并释放出巨大能量,从而引起地幔对流和大陆移动。中日美法四国联合研究小组首次捕捉到产生于地球内部的这种物质———中微子,这一发现结束了过去无法检测地球中微子的历史。 

      日美联合观测小组首次发现一颗固体核心最大的地外行星,该行星位于编号HD149026恒星附近,直径是木星的3\(4,其核心相当于地球的70倍,其质量的1\(2至2\(3都来自集中在核心的重元素。它以极小的轨道半径绕HD149026旋转,周期为2.87天。 

      日研究人员发现离地球460光年的褐矮星。该褐矮星绕金牛座DH恒星运转,约6000年绕行一周,质量是木星的40倍、太阳的4%。 

      日天文学家发现127亿年前宇宙诞生不久出现的银河团。银河团指在很小范围内聚集数十个银河系的星团,何时产生、如何产生仍是不解之谜。这是迄今发现的距地球最远、刚刚诞生10亿年的初期银河团,首次见证了银河团正在生成成长的形态。 

      英国 

      英国在天文学领域收获颇丰:观察到宇宙伽马射线爆发,发现了第一个几乎全由暗物质构成的黑色星系。 

      何屹(本报驻英国记者)由美、英、意等国联合开发的雨燕号伽马射线探测器在测试期就已数次发现伽马射线爆发,它拍摄的首张照片现已公布。该计划的实施为人类观察宇宙最强烈的爆发事件,揭示黑洞秘密开启了一扇大门。 

      由美国、英国和澳大利亚天文学家组成的两个研究小组通过对宇宙中26万多个星系的观测,在星系的分布规律中发现了宇宙声波的“印记”。通过确定这些声波波纹间的距离,有望为测量宇宙膨胀速率提供一把有用的“尺子”。 

      英科学家利用钱德拉X射线天文望远镜发现,在离银河系中央黑洞“半人马座A”不到1光年的区域里,诞生了数十颗大质量恒星,它们生长在尘环区,质量介于太阳的30倍—50倍,由于发出很强的光,太快耗光其能源,因此生命非常短促。这项研究有可能解释这种罕见的大质量恒星是如何生成的。 

      发现几乎完全由暗物质构成的黑色星系。由英国卡地夫大学罗伯特•敏辛领导的国际天文研究小组,利用射电望远镜首次发现一个几乎完全由暗物质构成的黑色星系———室女H21。它距地球约5000万光年。这是第一个可以确定是黑色星系的天体,也是一项重要的突破性发现,有助于理解正常星系是如何形成的。 

      超大质量黑洞可能由微小黑洞融合而成。英国剑桥大学根据宇宙微波背景辐射研究认为,宇宙可能曾经充满微小黑洞,小黑洞独立生长并融合,才产生了今天的超大质量黑洞。而此前大多数宇宙学家都相信,超大质量黑洞是在大型星系中央经长时间吸引积累物质所形成的。 

      英、俄、荷三国科学家找到一种可在实验室证明爱因斯坦相对论的新方法———打磨石墨晶体制成二维碳原子薄膜片。这种“二维碳原子片”中带电粒子的行为,类似于静止质量为零的相对论性粒子,研究其带电粒子的行为,便可在实验室里验证相对论。 

      以色列 

      以色列在基础研究领域获得一些颇具实用价值的发现,使人们对-物有了新认识,开创了用惰性元素合成化合物的新方法。 

      田学科(本报驻以色列记者)以色列科学家与德国科学家合作,首次在纳米量级观察到液态铝和固体蓝宝石界面的结构特征,这标志着固体与液体的界面特征应该用完全不同的方式去理解。 

      以色列科学家发现,目前恐怖分子常用的-物———TATP与所有其他常规-物不同,它在-过程中并不产生热量,而是通过将每个固态分子迅速分解为四个气态分子产生-。这种罕见的现象科学上称之为“熵-”,使人们对-物又有了一个新认识。 

      以色列科学家成功使惰性气体与碳氢化合物结合,合成出新的化合物,开创了用惰性元素合成化合物的新方法,为-学和高能燃料等领域的研究提供了更有效、安全和“绿色”的研究方法。 

      以色列科学家通过超级计算机对星系合并活动进行模拟发现:在那些看起来似乎不含“暗物质”的星系中,“暗物质”其实依然存在,并没有在合并过程中消失。 

      尽管死海海水里的含盐量高达33%,却仍有藻类可以存活。以色列科学家提取了这类微生物中的蛋白质进行三维结构分析后发现,其实是因为它拥有一种耐盐性碳脱水酶。与其它动物身上的碳脱水酶的不同之处在于,耐盐性碳脱水酶的表面电荷一律为负,但在没有耐盐性的碳脱水酶表面,则运动着正、负和中性3种电荷。 

      韩国 

      韩国在基础研究领域获得一些成果。 

      邰举(本报驻韩国记者)2005年初,韩国科学家进行了世界最大规模的宇宙进化模拟实验,为探究天体形成和演变的过程提供了数据资料,并绘制了包含银河系星体在内的宇宙空间模拟图。(二未完待续) 


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